Нейруляция и развитие нервной системы
Нейруляция и развитие нервной системы описывают, как эмбриональная эктодерма дает начало головному и спинному мозгу, а также периферической нервной системе. Процесс начинается, когда сигналы от подлежащей хорды индуцируют нервную пластинку, которая складывается и сливается в нервную трубку; эта трубка затем регионализируется в основные отделы головного мозга и спинной мозг, в то время как мигрирующая популяция, называемая нервным гребнем, рассеивается, чтобы сформировать большую часть периферической и вегетативной нервной системы.
Definition
Нейруляция — это эмбриональный процесс, посредством которого нервная пластинка формируется, складывается и сливается, образуя нервную трубку, зачаток центральной нервной системы; развитие нервной системы расширяет это понятие до паттернинга головного и спинного мозга, а также периферической нервной системы, происходящей из нервного гребня.
Scope
Эта область знакомит читателя с последовательностью событий от нервной индукции до закрытия нервной трубки, регионализации головного мозга, паттернинга спинного мозга, миграции нервного гребня и формирования периферических и вегетативных нервов. Это образовательный справочник по анатомии развития и основным молекулярным механизмам ранней нервной системы, а не руководство по диагностике или лечению врожденных состояний.
Sub-topics
Key concepts
- Нервная индукция хордой и узелком
- Нервная пластинка, нервные складки и нервный желобок
- Первичная и вторичная нейруляция
- Закрытие нервной трубки в дискретных местах
- Переднее-заднее и дорсовентральное паттернирование
- Мозговые пузыри и спинной мозг
- Нервный гребень и его производные
- Нервные предшественники и нейрогенез
Mechanisms
После гаструляции хорда и узелок индуцируют вышележащую эктодерму к превращению в нейроэктодерму, образуя нервную пластинку. Пластинка удлиняется, и ее боковые края поднимаются в виде нервных складок, которые сходятся и сливаются, образуя нервную трубку — процесс, обусловленный скоординированными изменениями формы клеток, апикальной констрикцией и конвергентным удлинением. Трубка закрывается регионально асинхронно, оставляя временные отверстия (нейропоры) на краниальном и каудальном концах. После закрытия градиенты сигнальных молекул формируют паттерн трубки вдоль ее осей, и она расширяется краниально в мозговые пузыри. Клетки на дорсальном крае складок деламинируют как нервный гребень и широко мигрируют, образуя периферические и вегетативные нейроны, глию и ненервные производные. Пролиферирующие нейроэпителиальные и радиально-глиальные предшественники затем генерируют нейроны и глию центральной нервной системы.
Clinical relevance
Нарушения этих этапов развития лежат в основе известной группы врожденных аномалий нервной системы, включая дефекты нервной трубки, такие как анэнцефалия и расщелина позвоночника. Понимание нормальной последовательности проясняет, почему и когда возникают такие аномалии, и обеспечивает анатомическую и эмбриологическую основу для наук о здоровье; эта статья описывает биологию развития и не является основанием для индивидуальной диагностики или лечения.
Epidemiology
Дефекты нервной трубки являются одними из наиболее распространенных структурных врожденных дефектов центральной нервной системы во всем мире, причем частота варьируется в зависимости от географии, генетического фона и факторов питания; периконцептуальный статус фолата является хорошо задокументированным модификатором риска на популяционном уровне.
History
Изучение нейруляции выросло из классической экспериментальной эмбриологии, включая демонстрацию нервной индукции дорсальным организатором в начале двадцатого века. Работа двадцатого века картировала морфогенетические движения закрытия нервной трубки и вклад нервного гребня, в то время как молекулярная эмбриология позже идентифицировала сигнальные пути и факторы транскрипции, которые формируют развивающуюся нервную систему.
Key figures
- Thomas M. Jessell
- Andrew J. Copp
- Roberto Mayor
- Nicole Le Douarin
Related topics
Seminal works
- jessell-2000
- nikolopoulou-2017
- mayor-2013
Frequently asked questions
- В чем разница между нейруляцией и развитием нервной системы?
- Нейруляция относится конкретно к формированию нервной трубки из нервной пластинки; развитие нервной системы — это более широкая последовательность, которая также включает регионализацию головного мозга, паттернинг спинного мозга, миграцию нервного гребня и формирование периферических и вегетативных нервов.
- Откуда берется периферическая нервная система?
- Большая часть периферической и вегетативной нервной системы возникает из нервного гребня, мигрирующей клеточной популяции, которая деламинирует из дорсальных нервных складок, а не из самой нервной трубки.